[發明專利]基于水環輸油的MHD穩流器

在審

• 申請號: 201810361965.1
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108343841A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張偉偉;李隆球;張廣玉
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F17D1/20
• 分類號: F17D1/20;F17D1/16
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 黃紅梅

本發明提供一種基于水環輸油的MHD穩流器，包括同軸設置的導磁套管和非導磁油管，所述導磁套管和所述非導磁油管之間環向設置有多個磁體，任意兩個相鄰磁體的磁場方向相反；所述非導磁油管和所述磁體之間還設置有電極，每個電極設置在兩組相鄰磁體之間，任意兩個相鄰電極的極性相反。

技術領域

本發明涉及一種MHD穩流器，具體的說，涉及了一種基于水環輸油的MHD穩流器。

背景技術

隨著近年來輕質原油的儲量逐漸枯竭，稠油的重要性日益增加。據統計，全球稠油油藏的儲量高達9-13萬億桶，占原油總儲量的70%。然而，稠油的超高粘度使其無法通過傳統方法實現高效經濟的管道輸送，尤其是在深海和高緯度油田中,環境溫度較低在成稠油的管道輸送成本急劇攀升，這一直是困擾稠油正常生產的重大難題。

水環輸油是通過環形噴嘴向油管中注入水流，在管壁處形成連續的潤滑層，使油流懸浮于管道中心實現水環輸油，如圖1所示。由于原油與管壁相脫離，水環輸油被認為是一種能耗最低的輸油方法，有報道稱它能夠將粘度為10P的稠油管輸能耗降低500倍。研究人員在直徑為28.4mm的管路上進行了水環輸油實驗，發現其管輸阻力與相同流量的水流相當、甚至更低。早在1970年，殼牌石油公司就在位于美國加利福尼亞的一條長達38.4公里的輸油管線上，利用水環輸油方法成功實現了高粘原油的輸送，但隨后管道輸送的壓降出現了大幅波動現象，因而水環輸油方法的輸送穩定性一直是制約其實用性的最大障礙。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供了一種基于水環輸油的MHD穩流器。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于水環輸油的MHD穩流器，包括同軸設置的導磁套管和非導磁油管，所述導磁套管和所述非導磁油管之間環向設置有多個磁體，任意兩個相鄰磁體的磁場方向相反；所述非導磁油管和所述磁體之間還設置有電極，每個電極設置在兩組相鄰磁體之間，任意兩個相鄰電極的極性相反。

基于上述，所述非導磁油管設置在所述磁體內側，所述導磁套管設置在所述磁體外側。

基于上述，還包括導磁環管，所述導磁環管與所述導磁套管分別位于所述磁體兩端，共同組成導磁通路。

基于上述，所述導磁套管設置在所述磁體外側，所述非導磁油管設置在所述磁體內側，所述導磁環管設置在所述非導磁油管內側。

基于上述，所述導磁套管設置在所述磁體內側，所述非導磁油管設置在所述磁體外側，所述導磁環管設置在所述非導磁油管外側。

基于上述，所述電極嵌設在所述非導磁油管內。

基于上述，所述電極嵌設在所述非導磁油管和/或所述導磁環管內。

基于上述，所述磁體為永磁鐵和/或內設置有鐵芯的電磁線圈。

本發明相對現有技術具有突出的實質性特點和顯著的進步，具體的說，本發明基于稠油和油田水在電導率上的顯著差異，采用磁流體（MHD）驅動方法原理，以非接觸驅動的方式直接操控“失穩管段”的環狀水流，在不影響“安全管段”穩定性的前提下，解決了油水環狀流在“失穩管段”的界面穩定性問題，具有設計科學、實用性強和穩定性好的優點。

附圖說明

圖1是水平輸油管中的油水環狀流示意圖。

圖2是本發明實施例1的結構示意圖。

圖3是本發明實施例1的導磁回路示意圖。

圖4是本發明實施例1的工作原理示意圖。

圖5是本發明實施例2的結構示意圖。